《海洋——21世纪的希望》备课资料

溴是一种贵重的药品原料，可以生产许多消毒药品。例如大家熟悉的红药水就是溴与汞的有机化合物，溴还可以制成熏蒸剂、杀虫剂、抗爆剂等。地球上99％以上的溴都蕴藏在汪洋大海中，故溴还有"海洋元素"的美称。据计算，海水中的溴含量约65毫克／厘3，整个大洋水体的溴储量可达l×1014吨。镁不仅大量用于火箭、导弹和飞机制造业，它还可以用于钢铁工业。近年来镁还作为新型无机阻燃剂，用于多种热塑性树脂和橡胶制品的提取加工。另外，镁还是组成叶绿素的主要元素，可以促进作物对磷的吸收。镁在海水中的含量仅次于氯和钠，总储量约为1．8×1015吨，主要以氯化镁和硫酸镁的形式存在。从海水中提取镁并不复杂，只要将石灰乳液加入海水中，沉淀出氢氧化镁，注入盐酸，再转换成无水氯化镁就可以了。电解海水也可以得到金属镁。全世界镁砂的总产量为7．6×106吨/年，其中约有2.6×106吨是从海水中提取的。美国、日本、英国等是目前世界上生产海水镁砂产量较多的国家。

铀是高能量的核燃料，1千克铀可供利用的能量相当于2250吨优质煤。然而陆地上铀矿的分布极不均匀，并非所有国家都拥有铀矿，全世界的铀矿总储量也不过2×10

6吨左右。但是，在巨大的海水水体中，含有丰富的铀矿资源，总量超过4×109吨，约相当于陆地总储量的2000倍。

从本世纪60年代起，日本、英国、联邦德国等先后着手从海水中提取铀的工作，并且逐渐建立了多种方法提取海水中的铀。现在海水提铀已从基础研究转向开发应用研究。日本已建成年产10千克铀的中试工厂，一些沿海国家亦计划建造百吨级或千吨级铀工业规模的海水提铀厂。如果将来海水中的铀能全部提取出来，所含的裂变能相当于l×1016吨优质煤，比地球上目前已探明的全部煤炭储量还多1000倍。

"能源金属"锂是用于制造氢弹的重要原料。海洋中每升海水含铿15～20毫克，海水中锂总储量约为2．5×1011吨。随着受控核聚变技术的发展，同位素锂6聚变释放的巨大能量最终将和平服务于人类。锂还是理想的电池原料，含铿的铝捏合金在航天工业中占有重要位置。重水也是原子能反应堆的减速剂和传热介质，也是制造氢弹的原料，海水中含有2×1014吨重水，如果人类一直致力的受控热核聚变的研究得以解决，从海水中大规模提取重水一旦实现，海洋就能为人类提供取之不尽、用之不竭的能源。

除了上述已形成工业规模生产的各种化学元素外，海水还将无私地奉献给人类全部其他微量元素。

三、海底石油和天然气的形成海底石油和天然气是一对"孪生兄弟"，它们多栖身在海洋中的"大陆架"和"大陆坡"底下。

在几千万年甚至上亿年以前，有的时期气候比现在温暖湿润，在海湾和河口地区，海水中氧气和阳光充足，加之江河带入大量的营养物和有机质，为生物的生长、繁殖提供了丰富的"食粮"，使许多海洋生物(如鱼类以及其它浮游生物、软体动物)迅速大量地繁殖。据计算，全世界海洋海平面以下100米厚的水层中的浮游生物，其遗体一年便可产生600亿吨的有机碳，这些有机碳就是生成海底石油和天然气的"原料"。

但是，仅有这些生物遗体还不能形成石油和天然气，还需要一定的条件和过程。海洋每年接受160

4乙吨沉积物，特别是在河口区，每年带入海洋的泥沙比其他地区更多。这样，年复一年地把大量生物遗体一层一层掩埋起来。如果这个地区处在不断下沉之中，堆积的沉积物和掩埋的生物遗体便越来越厚。被埋藏的生物遗体与空气隔绝，处在缺氧的环境中，再加上厚厚岩层的压力、温度的升高和细菌的作用，便开始慢慢分解，经过漫长的地质时期，这些生物遗体就逐渐变成了分散的石油和天然气。

生成的油气还需要有储集它们的地层和防止它们跑掉的盖层。由于上面地层的压力，分散的油滴被挤到四周多孔隙的岩层中。这些藏有油的岩层就成为储油地层。有的岩层孔隙很小，石油"挤"不进去，不能储积石油。但是，正因为它们孔隙很小，却是不让石油逃逸的"保护壳"。如果这样的岩层处在储油层的顶部和底部，它们就会把石油封闭在里面，成为保护石油的盖层。

分散在砂岩中的石油并没有开采的价值，那些油气富集的地方才具有开采价值。浅海的地层常常是砂层、页岩、石灰岩等构成的，这些都叫沉积岩。沉积岩本来应当成层地平铺在海底，但由于地壳变动，使它们弯曲、变斜或断开了。向上弯的叫背斜，向下弯的叫向斜。有的像馒头一样的隆起，叫穹隆背斜。有些含有油气的沉积岩层，由于受到巨大压力而发生变形，石油都跑到背斜里去了，形成富集区。所以背斜构造往往是储藏石油?quot;仓库"，在石油地质学上叫"储油构造"。通常，由于天然气密度最小，处在背斜构造的顶部，石油处在中间，下部则是水。寻找油气资源就是要先找这种地方。

斜里去了，形成富集区。所以背斜构造往往是储藏石油的"仓库"，在石油地质学上叫"储油构造"。通常，由于天然气密度最小，处在背斜构造的顶部，石油处在中间，下部则是水。寻找油气资源就是要先找这种地方。

四、潮汐能开发利用

潮汐是一种世界性的海平面周期性变化的现象，由于受月亮和太阳这两个万有引力源的作用，海平面每昼夜有两次涨落。潮汐作为一种自然现象，为人类的航海、捕捞和晒盐提供了方便，更值得指出的是，它还可以转变成电能，给人带来光明和动力。潮汐发电是一项潜力巨大的事业，经过多年来的实践，在工作原理和总体构造上基本成型，可以进入大规模开发利用阶段。潮汐发电的前景是广阔的。20世纪初，欧、美一些国家开始研究潮汐发电。第一座具有商业实用价值的潮汐电站是1967年建成的法国郎斯电站。该电站位于法国圣马洛湾郎斯河口。郎斯河口最大潮差13．4米，平均潮差8米。一道750米长的大坝横跨郎斯河。坝上是通行车辆的公路桥，坝下设置船闸、泄水闸和发电机房。郎斯潮汐电站机房中安装有24台双向涡轮发电机，涨潮、落潮都能发电。总装机容量24万千瓦，年发电量5亿多度，输入国家电网。1968年，前苏联在其北方摩尔曼斯克附近的基斯拉雅湾建成了一座800千瓦的试验潮汐电站。1980年，加拿大在芬地湾兴建了一座2万干瓦的中间试验潮汐电站。试验电站、中试电站，那是为了兴建更大的实用电站做论证和准备用的。到目前为止，由于常规电站廉价电费的竞争，建成投产的商业用潮汐电站不多。然而，由于潮汐能蕴藏量的巨大和潮汐发电的许多优点，人们还是非常重视对潮汐发电的研究和试验。据海洋学家计算，世界上潮汐能发电的资源量在10亿千瓦以上，也是一个天文数字。潮汐能普查计算的方法是，首先选定适于建潮汐电站的站址，再计算这些地点可开发的发电装机容量，叠加起来即为估算的资源量。世界上适于建设潮汐电站的20几处地方，都在研究、设计建设潮汐电站。其中包括：美国阿拉斯加州的库克湾、加拿大芬地湾、英国塞文河口、阿根廷圣约瑟湾、澳大利亚达尔文范迪门湾、印度坎贝河口、俄罗斯远东鄂霍茨克海品仁湾、韩国仁川湾等地。随着技术进步，潮汐发电成本的不断降低，进入2l世纪，将不断会有大型现代潮汐电站建成使用。